카오스 : 20주년 기념판(2013년 출판본)

저자 : 제임스 글릭

번역 : 박래선

출판사 : 동아시아

 

저자소개

  저술가이자 기자이며 에세이 작가이다. 1954년에 태어나 하버드에서 영문학을 전공했다. 10년 동안 「더 뉴욕 타임스」에서 편집자와 기자로 지내면서 다양한 경험을 쌓은 뒤, 과학과 기술을 주제로 기고문과 책을 쓰는 일에 전념하고 있다. 방대한 자료를 치밀하게 조사·연구하여 신선한 시각으로 종합하고 의미 깊은 내용을 특유의 어법으로 정확하면서도 흥미진진하게 전달하는 솜씨로 정평이 난 작가다. 1989년에서 1990년에는 프린스턴에서 초빙 교수로 강의를 하기도 했다.

  『카오스』는 글릭이 쓴 첫 책으로 ‘나비 효과’라는 개념을 전 세계인에 각인시킨 책이다. 뿐만 아니라 프랙탈, 로렌츠 끌개, 망델브로 집합, 쥘리아 집합 등의 개념을 일반인들도 알기 쉽게 해설해, 교양과학서로는 이례적으로 세계적 베스트셀러가 되었으며 미국에서만 100만 부 이상이 팔렸다. 과학자들의 생애와 과학에 대해 주로 글을 쓰는 글릭은『뉴욕타임스 매거진』에 미첼 파이겐바움, 스티븐 제이 굴드, 더글러스 호프스태터, 브누아 망델브로 등에 대해 썼고, 이 외에도『뉴요커』『슬레이트』『워싱턴포스트』에 글을 썼다. 또한 Best American ScienceWriting 시리즈의 초대 편집자를 지내기도했다.

  저서는 『아이작 뉴턴』, 『천재:리처드 파인만의 삶과 과학』, 『카오스:현대 과학의 대혁명』, 『빨리 빨리! 초스피드 시대의 패러독스』, 『What Just Happened:A Chronicle from the Information Frontier(정보혁명, 정말 무슨 일이 일어났나)』 등이며, 이중 『아이작 뉴턴』은 2004년에 『카오스』는 1988년에 퓰리처상 최종후보작으로 선정되었다. 현재 이 저서들은 30개 국어로 널리 번역되었다. 그는 현재 뉴욕에 살고 있다.

감수 : 김상욱

  경희대학교 물리학과 교수. 예술을 사랑하고 미술관을 즐겨 찾는 ‘다정한 물리학자’. 카이스트에서 물리학으로 박사학위를 받았고, 독일 막스플랑크연구소 연구원, 도쿄대학교와 인스부르크대학교 방문교수 등을 역임했다. 주로 양자과학, 정보물리를 연구하며 70여 편의 SCI 논문을 게재했다. tvN [알쓸신잡 시즌 3], [금요일 금요일 밤에] 등에 출연했고, [동아일보], [경향신문] 등에 연재를 했으며, 아시아태평양이론물리센터 APCTP의 과학문화위원장을 역임하는 등 과학을 매개로 대중과 소통하고 있다. 저서로 『김상욱의 양자 공부』, 『떨림과 울림』, 『김상욱의 과학 공부』 등이 있다.

목차

20주년 기념판 서문 / 프롤로그

제1장 나비 효과

에드워드 로렌츠와 날씨 모델｜컴퓨터 이상?｜장기 예측은 실패할 수밖에 없다｜무작위성으로 가장한 질서를 다｜비선형성의 세계｜“우리가 완전히 잘못 알았습니다.”

제2장 혁명

혁명은 보는 방식을 바꾼다｜진자시계, 스페이스 볼, 그네｜스메일의 편자｜목성의 거대 붉은 반점의 미스터리가 풀리다

제3장 생명체의 번성과 감소

야생동물의 개체수를 모델링하다｜자연의 본질은 비선형적이다｜갈퀴 분기｜소련 과학자와의 만남｜카오스로 만든 영화와 구세주적 논문

제4장 자연의 기하학

면화가격의 변동｜피난민 망델브로｜전송 오류와 들쭉날쭉한 해안선｜새로운 차원｜프랙탈 기하학의 기괴함｜지진과 지표면에서의 프랙탈｜구름에서 혈관까지｜이론가와 박물학자｜‘한 알의 모래에서 세계를 본다.’

제5장 이상한 끌개(strange attractor)

하느님께 묻고 싶다｜이론물리학자와 실험물리학자｜회전하는 실린더 사이의 흐름｜난류에 대한 다비드 뤼엘의 생각｜위상공간 안의 고리｜뢰슬러의 소시지｜천문학자의 사상｜은하계의 카오스

제6장 보편성

로스앨러모스에서의 새로운 시작｜재규격화군 이론｜색의 비밀을 풀다｜수치실험의 등장｜파이겐바움의 돌파구｜보편성 이론｜논문게재 거절 편지｜코모 회의｜구름과 그림

제7장 실험물리학자

작은 상자 속의 헬륨｜‘단단한 것의 부드러운 피어오름’｜자연에서의 흐름과 형태｜리브샤베르의 자연을 훔쳐보다｜실험과 이론이 만나다｜1차원에서 다차원으로

제8장 카오스의 형상들

복소평면｜뉴턴법의 놀라움｜망델브로 집합: 싹과 덩굴｜예술과 상업과 과학이 만나다｜프랙탈 유역 경계｜카오스 게임

제9장 동역학계 집단

산타크루스와 1960년대｜아날로그 컴퓨터｜이것이 과학입니까?｜과학계의 아웃사이더들｜예측 불가능성을 측정하다｜정보이론｜미시 축척에서 거시 축척까지｜수도꼭지의 물방울｜반역자에서 물리학자로｜한 시대가 저물다

제10장 내적 리듬

모델에 대한 오해｜복잡한 신체｜동역학적 심장｜생체시계의 재조정｜치명적인 부정맥｜병아리의 심장조직과 비정상적 박동｜건강함으로서의 카오스

제11장 카오스와 그 너머

새로운 신념, 새로운 정의｜열역학 제2법칙과 눈송이 퍼즐, 그리고 신의 주사위 놀이｜기회와 필연성

출전과 더 읽을거리 / 감사의 글 / 감수자 후기 / 참고문헌 / 찾아보기

 

내용소개

  ‘북경에서 나비가 날갯짓을 하면 한 달 후 뉴욕에 폭풍이 몰아친다.’ 카오스 이론의 나비 효과를 설명하는 이 짧은 문장만큼 20세기 중후반부에 강렬한 인상을 남긴 것은 없다. 이 나비 효과 개념을 대중들에게 널리 알린『카오스』의 20주년 기념판이 완역되었다. 미국에서만 100만 부가 넘게 팔리고 전 세계 20여 개국에서 번역 소개되었으며, 한국에서도 수십만 부가 팔린 이 책의 기존 한국어 번역본에 대한 아쉬움은 이루 말로 할 수 없을 정도였다. 카오스 과학이 출현하기까지 과학의 전반적 역사, 카오스 연구자들의 삶과 과학을 소설처럼 흥미진진하게 그린 이 책의 맛을 살려내는 데 여러 가지로 부족했기 때문이다. 아니 글의 맛은 둘째 치고 부정확하고 일관성 없는 용어 번역, 원문 누락, 오역 등으로 많은 아쉬움이 있었다. 그런 의미에서 이 책은 20여 년간 카오스를 연구한 카오스 전공자의 꼼꼼한 감수, 지은이의 유려하고 흥미진진한 문체를 살린 번역으로 독자들이 한층 더 편안하게 카오스 이론을 이해할 수 있는 계기가 될 것이다.

  카오스는 과학계에 만연한 환원주의적 경향에 대한 반동이자, 과학을 ‘지상으로 끌어내린 과학혁명’이었다. 거대과학 시대라 일컬어지는 20세기 과학연구 스타일은 입자가속기와 같은 거대 연구시설과 엄청난 자금, 수많은 과학 인력이 투여되어 쿼크나 글루온 같은 인간의 눈으로 볼 수 없을 뿐만 아니라 실제 현실과는 거리가 먼 것을 연구했다. 이런 흐름을 마치 비웃기라도 하면서 등장한 카오스 이론가들은 소립자와 같은 추상적 연구 대상이 아니라, 바로 주변 자연환경에서 쉽게 볼 수 있는 사물들을 연구 대상으로 삼고 간단한 컴퓨터 설비를 가지고 연구했다. 날씨와 구름의 패턴에서부터 강의 흐름, 나뭇잎의 모양, 해안선, 난류, 고속도로의 교통량, 주식 시장의 변동 곡선과 소득분포와 같은 경제 현상, 수도꼭지의 물방울과 색깔, 흔들리는 진자, 반딧불이의 깜박임, 혈관 심장과 같은 신체 기관 등 현실을 사는 사람이라는 어디서나 접할 수 있는 현상들을 누구나 쉽게 사용할 수 있는 PC로 프로그램을 만들어 연구한 것이다. 카오스 혁명을 ‘지상으로 내려온 과학’이라고 하는 이유가 바로 이것이다.

  카오스를 한마디로 하면,

바로 ‘무질서 속의 질서’이다.

우리가 발견하는 질서 속에서

혼돈이 있으며,

혼돈 속에도 질서가 있다는 것이다.

  카오스 연구자들이 특히 연구에 몰두했던, 대류 흐름이나 흔들리는 진자, 난류와 같은 것은 물리학에서는 너무 명백해서 이제는 더 이상 연구하지 않는 것이었다. 대류나 진자의 운동, 난류에는 거의 모든 것을 이해했다고 여긴 것이다. 하지만 카오스 연구자들은 이렇듯 가장 단순한 진자의 운동이나 대류의 굴림 운동에도 우리가 예측할 수 없는 무질서가 존재함을 발견한다. 이른바 선형성에 한정된 과학으로는 설명하고 예측할 수 없는 현상들이 존재한다는 것이다. 이런 무질서 속의 질서, 예측 불가능성, 비선형 과학을 가장 잘 표현하는 것들이 바로 이들에 의해서 고안된 나비 효과나 프랙탈, 이상한 끌개, 분기와 같은 개념들이다.

  카오스 혁명을 이끌었던 사람들은 과학의 변방에서 나왔다. 구구단도 제대로 못 외웠다는 브누아 망델브로는 2,000여 년간 기하학의 패러다임을 지배했던 유클리드 기하학을 뛰어넘는 프랙탈 기하학을 제시했으며, 기상학자 에드워드 로렌츠는 과학이 아니라 경험이나 육감으로 하는 일이라 여겨졌던 기상 예측에서 ‘로렌츠 끌개’로 카오스 과학의 물꼬를 텄으며, 보편성 이론을 만든 미첼 파이겐 바움은 정통과학의 틀 안에서 정통적인 문제를 풀면서 안주했던 사람이 아니었다. 과학철학자인 ‘토머스 쿤’에 의하면, 이들은 정상과학의 테두리 안에서 단순히 기존 과학의 문제만 풀던 사람들이 아니었다. 과학영역의 변방에 있던 사람들이 어떻게 사상적 씨앗을 뿌렸으며, 기성 과학에서는 어떻게 반응을 보였는지 또한, 어떻게 과학계에 새로운 혁명을 일으켰는지를 극적으로 풀어낸다.

  카오스 이론은 수없이 많은 분야에 영향을 끼쳤다. 과학에서는 진자의 운동이나 유체의 흐름을 다루는 역학 교과서를 다시 쓰게 만들었으며, 첨단과학인 복잡계 연구에 강한 영향을 끼쳤다. 경제학, 경영학, 의사결정, 주식 시장, 정보이론, 네트워크 이론, 의학, 인문 그리고 예술에 이르기까지 카오스 이론의 무질서 속의 질서, 프랙탈, 초기조건의 민감성, 나비 효과, 이상한 끌개, 비선형성, 스메일의 편자 같은 개념의 영향을 받지 않은 분야가 없다. 이제는 대중들이 습관적으로 입에 올리는 ‘카오스’ 이론의 핵심 개념들을 명쾌하고 대중적으로 소개하고 있다.